Luento nro 8

Tietokanavien ominaisuudet

Tietokanavaa voidaan luonnehtia myös kolmella vastaavalla parametrilla: kanavan käyttöaika T k, kanavan lähettämien taajuuksien kaistanleveysF k, ja kanavan dynaaminen alueDkluonnehtien sen kykyä lähettää eri signaalitasoja.

Määrää kutsutaan kapasiteettia kanava.

Vääristymätön signaalien siirto on mahdollista vain, jos signaalin voimakkuus "sopii" kanavan kapasiteettiin.

Näin ollen yleiset edellytykset signaalin sovittamiseksi tiedonsiirtokanavaan määräytyvät suhteessa

Suhde ilmaisee kuitenkin tarpeellisen, mutta ei riittävän ehdon signaalin sovittamiseksi kanavaan. Riittävä ehto on yksimielisyys kaikista parametreista:

Tietokanavalle käytetään seuraavia käsitteitä: tiedon syöttönopeus, tiedonsiirtonopeus ja kanavan kapasiteetti.

Tiedon syöttämisen nopeudella (tiedonkulku) minä ( X ) ymmärtää viestilähteestä informaatiokanavaan syötetyn tiedon keskimääräisen määrän aikayksikköä kohti. Tämä viestilähteen ominaisuus määräytyy vain viestien tilastollisten ominaisuuksien perusteella.

Tiedonsiirtonopeus minä ( Z , Y ) – kanavalla lähetetyn tiedon keskimääräinen määrä aikayksikköä kohti. Se riippuu lähetettävän signaalin tilastollisista ominaisuuksista ja kanavan ominaisuuksista.

Kaistanleveys C – korkein teoreettisesti saavutettavissa oleva tiedonsiirtonopeus tietylle kanavalle. Tämä on kanavan ominaisuus, eikä se riipu signaalitilastoista.

Tietokanavan kapasiteetti määräytyy kahdella parametrilla: bittisyvyydellä ja taajuudella. Se on verrannollinen heidän tuotteeseensa.

Bittinen syvyys on suurin määrä tietoa, joka voidaan samanaikaisesti sijoittaa kanavaan.

Taajuus näyttää kuinka monta kertaa tietoa voidaan sijoittaa kanavaan aikayksikön sisällä.

Postikanavan kapasiteetti on valtava. Näin ollen esimerkiksi laserlevyä postitse lähetettäessä voidaan kanavaan sijoittaa samanaikaisesti yli 600 MB tietoa. Samaan aikaan postikanavan tiheys on erittäin alhainen - postia poistetaan laatikoista enintään viisi kertaa päivässä.

Puhelimen tietokanava on yksibittinen: samalla puhelinjohtoa pitkin voidaan lähettää joko yksikkö (virta, impulssi) tai nolla. Tämän kanavan taajuus voi saavuttaa kymmeniä ja satoja tuhansia jaksoja sekunnissa. Tämä puhelinverkon ominaisuus mahdollistaa sen käytön tietokoneiden välisessä viestinnässä.

Tietokanavan tehokkaimman käytön kannalta on tarpeen varmistaa, että tiedonsiirtonopeus on mahdollisimman lähellä kanavan kapasiteettia. Samalla tiedonsyötön nopeus ei saa ylittää kanavan kapasiteettia, muuten kaikkea tietoa ei lähetetä kanavan yli.

Tämä on tärkein edellytys viestilähteen ja tietokanavan dynaamiselle koordinoinnille.

Yksi tiedonsiirron teorian pääkysymyksistä on tiedonsiirtonopeuden ja -kapasiteetin riippuvuuden määrittäminen kanavaparametreista sekä signaalien ja häiriöiden ominaisuuksista. Näitä kysymyksiä tutki ensin syvällisesti K. Shannon.

1. Menetelmät melunsietokyvyn lisäämiseksi

Kaikkien tietojärjestelmien kohinansietokyvyn lisäämismenetelmien perustana on tiettyjen hyödyllisten signaalien ja häiriön välisten erojen käyttäminen. Siksi häiriön torjumiseksi tarvitaan ennakkotietoa häiriön ja signaalin ominaisuuksista.

Tällä hetkellä tunnetaan suuri joukko tapoja lisätä järjestelmien melunsietokykyä. On kätevää jakaa nämä menetelmät kahteen ryhmään.

minäryhmä – viestin lähetystavan valinnan perusteella.

IIryhmä – liittyy melua kestävien vastaanottimien rakentamiseen.

Yksinkertainen ja käyttökelpoinen tapa lisätä melunsietokykyä on signaali-kohinasuhteen nousu lisäämällä lähettimen tehoa. Mutta tämä menetelmä ei välttämättä ole taloudellisesti kannattava, koska se liittyy laitteiden monimutkaisuuden ja kustannusten huomattavaan lisääntymiseen. Lisäksi lähetystehon kasvuun liittyy tietyn kanavan häiritsevän vaikutuksen lisääntyminen muihin.

Tärkeä tapa lisätä jatkuvan signaalinsiirron kohinansietoa on modulaatiotyypin järkevä valinta signaaleja. Käyttämällä modulaatiotyyppejä, jotka tarjoavat signaalin taajuuskaistan merkittävän laajennuksen, on mahdollista saavuttaa merkittävä lisäys lähetyskohinan sietokyvyssä.

Radikaalinen tapa lisätä diskreetin signaalinsiirron kohinansietoa on käyttää erityiset häirinnänestokoodit . Tässä tapauksessa on kaksi tapaa lisätä koodien häiriönkestävyyttä:

1. Sellaisten lähetysmenetelmien valitseminen, jotka tarjoavat vähemmän todennäköisyyttä koodin vioittumiselle;

2. Koodiyhdistelmien korjaavien ominaisuuksien lisääminen. Tämä polku liittyy sellaisten koodien käyttöön, jotka mahdollistavat koodiyhdistelmien vääristymien havaitsemisen ja poistamisen. Tämä koodausmenetelmä liittyy ylimääräisten, redundanttien symbolien lisäämiseen koodiin, johon liittyy koodisymbolien lähetysajan tai lähetystaajuuden kasvu.

Lisääntynyt lähetyshäiriöimmuniteetti voidaan saavuttaa myös lähettämällä sama viesti uudelleen. Vastaanottajapuolella vastaanotettuja viestejä verrataan ja ne, joilla on eniten osumia, hyväksytään todeksi. Vastaanotetun tiedon käsittelyn epävarmuuden poistamiseksi ja enemmistökriteerin mukaisen valinnan varmistamiseksi viesti tulee toistaa vähintään kolme kertaa. Tämä menetelmä kohinansietokyvyn lisäämiseksi liittyy lähetysajan pidentämiseen.

Järjestelmät, joissa on toistuvasti siirretty diskreettiä tietoa, jaetaan järjestelmiin, joissa on ryhmäsummaus, jossa vertailu tehdään koodiyhdistelmillä, ja järjestelmiin, joissa on merkkikohtainen summaus, jossa vertailu suoritetaan koodiyhdistelmien symboleilla. Merkki merkiltä skannaus on tehokkaampaa kuin ryhmätarkistus.

Eräs tyyppinen järjestelmä, jossa lisääntynyt kohinansieto saavutetaan pidentämällä lähetysaikaa, ovat takaisinkytkentäjärjestelmät. Jos lähetetyissä viesteissä on vääristymiä, paluukanavan kautta saapuva tieto varmistaa lähetyksen toistumisen. Paluukanavan läsnäolo johtaa järjestelmän monimutkaisuuteen. Toisin kuin järjestelmissä, joissa on lähetyksen toisto, takaisinkytkentäisissä järjestelmissä lähetyksen toistoa tapahtuu vain, jos lähetetyssä signaalissa havaitaan vääristymiä, ts. redundanssi näyttää olevan yleisesti ottaen vähemmän.

Melua kestävä vastaanotto koostuu redundanssin sekä signaaleja ja häiriöitä koskevien ennakkotietojen käyttämisestä vastaanotto-ongelman ratkaisemiseksi optimaalisella tavalla: signaalin havaitseminen, signaalien erottaminen tai viestien palauttaminen. Tällä hetkellä tilastollisen päätösteorian laitteistoa käytetään laajalti optimaalisten vastaanottimien syntetisoimiseen.

Vastaanottimen virheet vähenevät, kun signaali-kohinasuhde vastaanottimen sisääntulossa kasvaa. Tässä suhteessa vastaanotettu signaali usein esikäsitellään hyödyllisen komponentin suhdetta häiriöihin lisäämiseksi. Tällaisia ​​signaalin esikäsittelymenetelmiä ovat SHOW-menetelmä (laajakaistavahvistimen, rajoittimen ja kapeakaistavahvistimen yhdistelmä), signaalin valinta keston mukaan, häiriön kompensointimenetelmä, suodatusmenetelmä, korrelaatiomenetelmä, akkumulaatiomenetelmä jne.

2. Nykyaikaiset tekniset tiedonsiirron välineet ja kanavanmuodostuslaitteet

Vastaanotin voi olla tietokone, pääte tai jokin digitaalinen laite.

Tietojen siirron varmistamiseksi tietokoneelta viestintään

Tämä voi olla tietokantatiedosto, taulukko, vastaus kyselyyn, teksti tai kuva.

Viestien välittämiseen tietokoneverkoissa käytetään erilaisia ​​viestintäkanavia. Yleisimmät ovat omat puhelinkanavat ja erikoiskanavat digitaalisen tiedon välittämiseen. Myös radio- ja satelliittiviestintäkanavia käytetään.

Lähiverkot erottuvat tässä suhteessa, joissa siirtovälineinä käytetään kierrettyjä parijohtoja, koaksiaalikaapelia ja valokuitukaapelia.

Tietojen siirron varmistamiseksi tietokoneelta viestintäympäristöön on tarpeen koordinoida tietokoneen sisäisen rajapinnan signaalit viestintäkanavien kautta lähetettyjen signaalien parametrien kanssa. Tässä tapauksessa on suoritettava sekä fyysinen sovitus (signaalin muoto, amplitudi ja kesto) että koodisovitus.

Teknisiä laitteita, jotka suorittavat tietokoneen liittämisen viestintäkanaviin, kutsutaan nimellä adapterit tai Verkkosovittimet. Yksi sovitin mahdollistaa pariliitoksen yhden viestintäkanavan tietokoneen kanssa. Yksikanavaisten sovittimien lisäksi käytetään myös monikanavaisia ​​laitteita - tiedonsiirtomultiplekserit tai yksinkertaisesti multiplekserit.

Tiedonsiirtomultiplekseri – laite, joka liittää tietokoneen useilla viestintäkanavilla.

Tiedonsiirtomultipleksereita käytettiin etäkäsittelyjärjestelmissä - ensimmäinen askel kohti tietokoneverkkojen luomista. Myöhemmin, kun syntyi monimutkaisia ​​kokoonpanoja sisältäviä verkkoja ja suuri määrä tilaajajärjestelmiä, erityisiä viestintäprosessoreja alettiin käyttää liitäntätoimintojen toteuttamiseen.

Kuten aiemmin mainittiin, digitaalisen tiedon siirtämiseksi viestintäkanavan kautta on välttämätöntä muuntaa bittivirta analogisiksi kanaviksi, ja kun vastaanotetaan tietoa viestintäkanavasta tietokoneeseen, suorita päinvastainen toiminta - muuntaa analogiset signaalit bittivirta, jonka tietokone voi käsitellä. Tällaiset muunnokset suoritetaan erityisellä laitteella - modeemi.

Modeemi– laite, joka suorittaa informaatiosignaalien moduloinnin ja demoduloinnin siirrettäessä niitä tietokoneelta viestintäkanavalle ja vastaanotettaessa niitä tietoliikennekanavalta tietokoneeseen.

Tietokoneverkon kallein komponentti on viestintäkanava. Siksi useita tietokoneverkkoja rakennettaessa pyritään säästämään viestintäkanavissa vaihtamalla useita sisäisiä viestintäkanavia yhdeksi ulkoiseksi. Kytkentätoimintojen suorittamiseen käytetään erityisiä laitteita - keskittimet.

Hub– laite, joka kytkee useita viestintäkanavia yhdeksi taajuusjaon kautta.

Lähiverkossa, jossa fyysinen siirtoväline on rajoitetun pituinen kaapeli, verkon pituuden pidentämiseen käytetään erikoislaitteita - toistimet.

Toistin– laite, joka varmistaa signaalin muodon ja amplitudin säilymisen, kun se lähetetään tämän tyyppisen fyysisen siirtovälineen tarjoamaa etäisyyttä pidemmälle.

On paikallisia ja etätoistimia. Paikallinen toistimien avulla voit yhdistää verkkofragmentteja, jotka sijaitsevat jopa 50 metrin etäisyydellä, ja etä– 2000 m asti.

Lue myös: A) määrittämällä tarkistettavien ominaisuuksien arvot mitatuista arvoista laskemalla tai vertaamalla annettuihin arvoihin; Lippu numero 55 Multimediatekniikka. Multimediatietojen käsittelyyn tarkoitettujen ohjelmistotyökalujen luokittelu Radiokeskuksen alussa ja lopussa on annettava kutsumerkit; MPS:n ja oheislaitteiden välisen tiedonvaihdon tyypit. Kysymys. Hellenismin olemus: taloustiede, poliittinen rakenne, yhteiskuntarakenne (yhden valtion esimerkkiä käyttäen). Tulehdus: 1) määritelmä ja etiologia 2) terminologia ja luokittelu 3) vaiheet ja niiden morfologia 4) tulehduksen säätely 5) tulokset. Liittovaltion duuma (valtuudet, vaalimenettely, purkamisperusteet, sisäinen rakenne, säädökset).

Topologia Windows-verkon komponenttien välinen suhdejärjestelmä. Active Directory -replikointiin sovellettaessa topologia laskee yhteyksien joukkoon, joita toimialueen ohjauskoneet käyttävät kommunikoidakseen keskenään.

(1) Tietokoneverkot toteuttavat tiedonkäsittelyn M204, M205

rinnakkain

paikallinen

●jaettu

kaksisuuntainen

(1) Selaimessa tarkasteltavan verkkosivun osoite alkaa seuraavasti:

LAN-YHDISTELMÄ

Syitä LAN-verkkojen yhdistämiseen

Tietyssä kehitysvaiheessa ajan myötä luotu LAN-järjestelmä ei enää tyydytä kaikkien käyttäjien tarpeita, ja sitten syntyy ongelma sen toiminnallisuuden laajentamisesta. Yrityksen sisällä saattaa olla tarpeen yhdistää erilaisia ​​LAN-verkkoja, jotka ilmestyivät sen eri osastoille ja toimipisteille eri aikoina, ainakin tiedonvaihdon järjestämiseksi muiden järjestelmien kanssa. Verkkokonfiguraation laajentamisen ongelma voidaan ratkaista sekä rajoitetussa tilassa että pääsyllä ulkoiseen ympäristöön.

Halu päästä käsiksi tiettyihin tietoresursseihin saattaa edellyttää lähiverkon yhdistämistä korkeamman tason verkkoihin.

Yksinkertaisimmassa versiossa LAN-konsolidointi on tarpeen verkon laajentamiseksi kokonaisuutena, mutta olemassa olevan verkon tekniset mahdollisuudet ovat lopussa, eikä uusia tilaajia voida liittää siihen. Voit luoda toisen lähiverkon ja yhdistää sen olemassa olevaan vain jollakin alla luetelluista tavoista.

LAN-verkkojen yhdistämismenetelmät

Silta. Yksinkertaisin vaihtoehto lähiverkon yhdistämiseen on yhdistää identtiset verkot rajoitetussa tilassa. Fyysinen siirtoväline asettaa rajoituksia verkkokaapelin pituudelle. Sallitun pituuden sisällä rakennetaan verkkosegmentti - verkkosegmentti. Verkkosegmenttien yhdistämiseen käytetään niitä siltoja.

Silta- laite, joka yhdistää kaksi verkkoa samoilla tiedonsiirtomenetelmillä.

Sillan yhdistämillä verkoilla tulee olla samat verkkotasot kuin avointen järjestelmien vuorovaikutusmallissa, alemmilla tasoilla voi olla eroja.

Henkilökohtaisten tietokoneiden verkossa silta on erillinen tietokone, jossa on erityisohjelmisto ja lisälaitteet. Silta voi yhdistää verkkoja, joilla on erilaisia ​​topologioita, mutta joissa käytetään samantyyppisiä verkkokäyttöjärjestelmiä.

Sillat voivat olla paikallisia tai etäyhteyksiä.

Paikallinen Sillat yhdistävät verkkoja, jotka sijaitsevat rajoitetulla alueella olemassa olevan järjestelmän sisällä.

Poistettu Sillat yhdistävät maantieteellisesti hajallaan olevia verkkoja ulkoisten viestintäkanavien ja modeemien avulla.

Paikalliset sillat puolestaan ​​​​jaetaan sisäisiin ja ulkoisiin.

Kotimainen Sillat sijaitsevat yleensä jossakin tietyn verkon tietokoneista ja yhdistävät sillan toiminnon tilaajatietokoneen toimintoon. Toimintojen laajentaminen tapahtuu asentamalla ylimääräinen verkkokortti.

Ulkoinen sillat sisältävät erillisen tietokoneen käytön erityisellä ohjelmistolla niiden toimintojen suorittamiseksi.

Reititin (reititin). Monimutkainen verkko, joka on useiden verkkojen yhteys, vaatii erityisen laitteen. Tämän laitteen tehtävänä on lähettää viesti vastaanottajalle haluttuun verkkoon. Tätä laitetta kutsutaan nimellä m reititin.

Reititin tai reititin on laite, joka yhdistää erityyppisiä verkkoja, mutta käyttää samaa käyttöjärjestelmää.

Reititin suorittaa tehtävänsä verkkokerroksessa, joten se riippuu tietoliikenneprotokollista, mutta ei riipu verkon tyypistä. Käyttämällä kahta osoitetta - verkko-osoitetta ja isäntäosoitetta - reititin valitsee yksilöllisesti tietyn verkkoaseman.

Esimerkki 6.7. On tarpeen muodostaa yhteys toisessa kaupungissa sijaitsevaan puhelinverkon tilaajaan. Ensin valitaan tämän kaupungin puhelinverkon osoite - suuntanumero. Sitten - tämän verkon solmun osoite - puhelinnumero tilaaja Toiminnot Reitittimen suorittaa PBX-laitteisto.

Reititin voi myös valita parhaan reitin viestin välittämiseksi verkon tilaajalle, suodattaa sen läpi kulkevat tiedot ja lähettää johonkin verkoista vain sille osoitetun tiedon.

Lisäksi reititin mahdollistaa verkon kuormituksen tasapainotuksen ohjaamalla viestivirrat vapaiden viestintäkanavien kautta.

Gateway. Täysin erityyppisten lähiverkkojen yhdistämiseksi, jotka toimivat merkittävästi erilaisilla protokollilla, tarjotaan erityisiä "laitteita - yhdyskäytäviä.

Yhdyskäytävä on laite, jonka avulla voit järjestää tiedonsiirron kahden verkon välillä käyttämällä erilaisia ​​viestintäprotokollia.

Yhdyskäytävä suorittaa tehtävänsä verkkotason yläpuolella. Se ei riipu käytetystä siirtovälineestä, vaan riippuu käytetyistä tiedonsiirtoprotokollista. Tyypillisesti yhdyskäytävä muuntaa kahden protokollan välillä.

Yhdyskäytävien avulla voit yhdistää paikallisverkon isäntätietokoneeseen sekä paikallisen verkon maailmanlaajuiseen verkkoon.

Esimerkki 6.8. On tarpeen yhdistää eri kaupungeissa sijaitsevat paikallisverkot. Tämä ongelma voidaan ratkaista käyttämällä globaalia tietoverkkoa. Tällainen verkko on X.25-protokollaan perustuva pakettikytkentäinen verkko. Lähiverkko yhdistetään X.25-verkkoon yhdyskäytävän avulla. Yhdyskäytävä suorittaa tarvittavat protokollamuunnokset ja varmistaa tiedonsiirron verkkojen välillä.

Sillat, reitittimet ja jopa yhdyskäytävät rakennetaan tietokoneisiin asennettujen levyjen muodossa. Ne voivat suorittaa tehtävänsä sekä toimintojen täysin erottavassa tilassa että tilassa, jossa ne yhdistetään tietokoneverkkotyöaseman toimintoihin.

(1) Tietokonetta, jossa on 2 verkkokorttia ja joka on suunniteltu yhdistämään verkkoja kutsutaan:

Reititin

Vahvistin

Vaihtaa

(1) Laitetta, joka kytkee useita viestintäkanavia yhdeksi taajuusjaolla, kutsutaan...

toistin

● keskitin

tiedonsiirtomultiplekseri

TIEDONSIIRTON LAITTEISTON TOTEUTUS

Digitaalisen tiedon siirtomenetelmät

Digitaaliset tiedot siirretään johdinta pitkin muuttamalla virtajännitettä: ei jännitettä - "O", jännite läsnä - "1". On kaksi tapaa siirtää tietoa fyysisen siirtovälineen kautta: digitaalinen ja analoginen.

Huomautuksia: 1. Jos kaikki tietokoneverkon tilaajat lähettävät dataa kanavan kautta samalla taajuudella, sellainen kanava kutsutaan kapeakaistainen(läpäisee yhden taajuuden).

2. Jos kukin tilaaja toimii omalla taajuudellaan yhdellä kanavalla, sellainen kanava kutsutaan laajakaista(läpäisee monta taajuutta). Laajakaistakanavien käyttö mahdollistaa niiden määrän säästämisen, mutta vaikeuttaa tiedonvaihdon hallintaa.

klo digitaalinen tai kapeakaistainen lähetysmenetelmä(Kuva 6.10) data välitetään luonnollisessa muodossaan yhdellä taajuudella. Kapeakaistainen menetelmä sallii vain digitaalisen tiedon siirron, varmistaa, että vain kaksi käyttäjää voi käyttää siirtovälinettä kerrallaan, ja sallii normaalin toiminnan vain rajoitetun matkan päähän (viestintälinjan pituus enintään 1000 m). Samalla kapeakaistainen siirtomenetelmä tarjoaa suuret tiedonsiirtonopeudet - jopa 10 Mbit/s ja mahdollistaa helposti konfiguroitavien tietokoneverkkojen luomisen. Valtaosa lähiverkoista käyttää kapeakaistaista lähetystä.

Riisi. 6.10. Digitaalinen lähetysmenetelmä

Analoginen Digitaalinen tiedonsiirtomenetelmä (kuva 6.11) mahdollistaa laajakaistaisen tiedonsiirron käyttämällä eri kantoaaltotaajuisia signaaleja yhdessä kanavassa.

Analogisella lähetysmenetelmällä ohjataan kantoaaltotaajuussignaalin parametreja digitaalisen datan lähettämiseksi viestintäkanavan kautta.

Kantoaaltotaajuussignaali on harmoninen värähtely, jota kuvaa yhtälö: "

A r =A r max sin(atf+9 0),

missä Xmax on värähtelyjen amplitudi; ko - värähtelytaajuus; t- aika; f 0 - värähtelyjen alkuvaihe.

Voit lähettää digitaalista dataa analogisen kanavan kautta ohjaamalla yhtä kantoaaltotaajuussignaalin parametreista: amplitudi, taajuus tai vaihe. Koska dataa on lähetettävä binäärimuodossa (ykkösten ja nollien sarja), voidaan ehdottaa seuraavia ohjausmenetelmiä (modulaatio): amplitudi, taajuus, vaihe.

Helpoin tapa ymmärtää periaate on amplitudi modulaatio: "O" - ei signaalia, ts. ei kantoaaltotaajuuden värähtelyjä; "1" - signaalin läsnäolo, ts. kantoaaltotaajuusvärähtelyjen esiintyminen. On värähtelyjä - yksi, ei värähtelyjä - nolla (kuva 6.11 A).

Taajuus modulaatio sisältää signaalien 0 ja 1 lähettämisen eri taajuuksilla. Siirrettäessä 0:sta 1:een ja 1:stä 0:aan kantoaaltotaajuussignaali muuttuu (Kuva 6.116).

Vaikein asia on ymmärtää vaihe modulaatio. Sen ydin on, että siirryttäessä 0:sta 1:een ja 1:stä 0:aan värähtelyjen vaihe muuttuu, ts. niiden suunta (kuva 6.11 V).

Korkean tason hierarkkisissa verkoissa - globaaleissa ja alueellisissa - sitä käytetään myös laajakaistalähetys, joka mahdollistaa sen, että jokainen tilaaja voi toimia omalla taajuudellaan yhdellä kanavalla. Tämä varmistaa useiden tilaajien vuorovaikutuksen suurilla tiedonsiirtonopeuksilla.

Laajakaistalähetyksen avulla voit yhdistää digitaalisen tiedon, kuvan ja äänen siirron yhdelle kanavalle, mikä on nykyaikaisten multimediajärjestelmien välttämätön vaatimus.

Esimerkki 6.5. Tyypillinen analoginen kanava on puhelinkanava. Kun tilaaja nostaa luurin, hän kuulee yhtenäisen äänisignaalin - tämä on kantoaaltotaajuussignaali. Koska se sijaitsee äänen taajuusalueella, sitä kutsutaan äänisignaaliksi. Puheen lähettämiseksi puhelinkanavan kautta on tarpeen ohjata kantoaaltotaajuussignaalia - moduloida sitä. Mikrofonin poimimat äänet muunnetaan sähköisiksi signaaleiksi, jotka puolestaan ​​moduloivat kantoaaltotaajuussignaalia. Digitaalista tietoa siirrettäessä ohjaus tapahtuu tietotavuilla - ykkösten ja nollien sekvenssillä.

Laitteisto

Tietojen siirron varmistamiseksi tietokoneelta viestintäympäristöön on tarpeen koordinoida tietokoneen sisäisen rajapinnan signaalit viestintäkanavien kautta lähetettyjen signaalien parametrien kanssa. Tässä tapauksessa on suoritettava sekä fyysinen sovitus (signaalin muoto, amplitudi ja kesto) että koodisovitus.

Teknisiä laitteita, jotka suorittavat tietokoneen liittämisen viestintäkanaviin, kutsutaan nimellä adapterit tai Verkkosovittimet. Yksi sovitin mahdollistaa pariliitoksen yhden viestintäkanavan tietokoneen kanssa.

Riisi. 6.11. Menetelmät digitaalisen tiedon siirtämiseksi analogisen signaalin kautta: A- amplitudimodulaatio; b- taajuus; V- vaihe

Yksikanavaisten sovittimien lisäksi käytetään myös monikanavaisia ​​laitteita - tiedonsiirtomultiplekserit tai yksinkertaisesti multiplekserit.

Tiedonsiirtomultiplekseri- laite, joka liittää tietokoneeseen useita viestintäkanavia.

Tiedonsiirtomultipleksereita käytettiin etäkäsittelyjärjestelmissä - ensimmäinen askel kohti tietokoneverkkojen luomista. Myöhemmin, kun syntyi monimutkaisia ​​kokoonpanoja sisältäviä verkkoja ja suuri määrä tilaajajärjestelmiä, erityisiä viestintäprosessoreita alettiin käyttää liitäntätoimintojen toteuttamiseen.

Kuten aiemmin mainittiin, digitaalisen tiedon siirtämiseksi viestintäkanavan kautta on välttämätöntä muuntaa bittivirta analogisiksi signaaleiksi, ja kun vastaanotetaan tietoa viestintäkanavasta tietokoneeseen, suorita päinvastainen toiminta - muuntaa analogiset signaalit signaalivirraksi. bittejä, joita tietokone voi käsitellä. Tällaiset muunnokset suoritetaan erityisellä laitteella - mod syödä.

Modeemi- laite, joka moduloi ja demoduloi informaatiosignaaleja siirrettäessä niitä tietokoneelta viestintäkanavalle ja vastaanotettaessa niitä viestintäkanavasta tietokoneeseen.

Tietokoneverkon kallein komponentti on viestintäkanava. Siksi useita tietokoneverkkoja rakennettaessa pyritään säästämään viestintäkanavissa vaihtamalla useita sisäisiä viestintäkanavia yhdeksi ulkoiseksi. Kytkentätoimintojen suorittamiseen käytetään erityisiä laitteita - keskittimet.

Hub- laite, joka kytkee useita viestintäkanavia yhdeksi taajuusjaon kautta.

Lähiverkossa, jossa fyysinen siirtoväline on rajoitetun pituinen kaapeli, verkon pituuden pidentämiseen käytetään erikoislaitteita - toistimet.

Toistin- laite, joka varmistaa signaalin muodon ja amplitudin säilymisen, kun se lähetetään tämän tyyppisen fyysisen siirtovälineen tarjoamaa etäisyyttä pidemmälle.

On paikallisia ja etätoistimia. Paikallinen toistimien avulla voit yhdistää verkkofragmentteja, jotka sijaitsevat jopa 50 metrin etäisyydellä, ja etä- 2000 m asti.

Viestintäverkon ominaisuudet

Viestintäverkon laadun arvioimiseksi voit käyttää seuraavia ominaisuuksia:

■ tiedonsiirtonopeus viestintäkanavalla;

■ viestintäkanavan kapasiteetti;

■ tiedonsiirron luotettavuus;

■ viestintäkanavan ja modeemien luotettavuus.

Tiedonsiirtonopeus viestintäkanavalla mitataan aikayksikköä kohti lähetettyjen informaatiobittien määrällä - sekunti.

Muistaa! Tiedonsiirtonopeuden yksikkö on bittiä sekunnissa.

Huomautus. Usein käytetty nopeuden mittayksikkö on baudi. Baud on lähetysvälineen tilanmuutosten lukumäärä sekunnissa. Niin Miten jokainen tilamuutos voi siis vastata useita databittejä todellinen nopeutta sisään bittiä sekunnissa voi ylittää baudinopeuden.

Tiedonsiirtonopeus riippuu viestintäkanavan tyypistä ja laadusta, käytettyjen modeemien tyypistä ja käytetystä synkronointimenetelmästä.

Siten asynkronisten modeemien ja puhelinviestintäkanavan nopeusalue on 300 - 9600 bps ja synkronisten modeemien - 1200 - 19200 bps.

Tietokoneverkkojen käyttäjille ei ole merkitystä abstraktilla bitillä sekunnissa, vaan tiedolla, jonka mittayksikkö on tavut tai merkit. Siksi kanavan kätevämpi ominaisuus on sen läpimeno, joka arvioidaan kanavalla lähetettyjen merkkien lukumäärällä aikayksikköä kohti - sekunti. Tässä tapauksessa kaikki palvelumerkit sisältyvät viestiin. Teoreettisen suorituskyvyn määrää tiedonsiirtonopeus. Todellinen suorituskyky riippuu useista tekijöistä, mukaan lukien lähetysmenetelmä, viestintäkanavan laatu, sen toimintaolosuhteet ja sanomarakenne.

Muistaa! Tietoliikennekanavan kapasiteetin mittayksikkö on numeroa sekunnissa.

Minkä tahansa verkkoviestintäjärjestelmän olennainen ominaisuus on luotettavuus lähetettyä tietoa. Koska ohjausobjektin tilaa koskevien tietojen käsittelyn perusteella tehdään päätöksiä prosessin yhdestä tai toisesta etenemisestä, kohteen kohtalo voi viime kädessä riippua tiedon luotettavuudesta. Tiedonsiirron luotettavuus arvioidaan virheellisesti lähetettyjen merkkien määrän suhteena lähetettyjen merkkien kokonaismäärään. Sekä laitteiden että viestintäkanavan tulee tarjota vaadittu luotettavuustaso. Ei ole tarkoituksenmukaista käyttää kalliita laitteita, jos viestintäkanava ei täytä tarvittavia luotettavuusvaatimuksia. *

Muistaa! Luotettavuusyksikkö: virheiden määrä per merkki - virheet/merkki.

Tietokoneverkoissa tämän indikaattorin tulee olla 10 -6 - 10~ 7 virhettä/merkki sisällä, ts. Yksi virhe on sallittu miljoonaa lähetettyä merkkiä tai kymmentä miljoonaa lähetettyä merkkiä kohden.

Lopuksi, luotettavuus tietoliikennejärjestelmä määräytyy joko hyvässä kunnossa olevan ajan osuuden perusteella kokonaiskäyttöajasta tai keskimääräisen vikojen välisen ajan perusteella. Toisen ominaisuuden avulla voit arvioida tehokkaammin järjestelmän luotettavuutta.

Muistaa! Luotettavuuden mittayksikkö: keskimääräinen aika vikojen välillä - tunti.

Tietokoneverkoissa keskimääräisen vikojen välisen ajan on oltava melko suuri ja vähintään useita tuhansia tunteja.

226 LUKU 6. TIETOKONEVERKOT

6.3. PAIKALLISET TIETOKONEVERKOT

LAN-organisaation ominaisuudet

Tyypilliset LAN-topologiat ja pääsytavat

LAN yhdistäminen

LAN-ORGANISAATION OMINAISUUDET

Toiminnalliset laiteryhmät verkossa

Minkä tahansa tietokoneverkon päätarkoituksena on tarjota tietoa ja laskentaresursseja siihen yhteydessä oleville käyttäjille.

Tästä näkökulmasta lähiverkkoa voidaan pitää kokoelmana palvelimia ja työasemia.

Palvelin- verkkoon kytketty tietokone, joka tarjoaa sen edut tiettyjen palvelujen tarjoajat.

Palvelimet voi suorittaa tietojen tallennuksen, tietokannan hallinnan, töiden etäkäsittelyn, töiden tulostuksen ja monia muita toimintoja, joita verkon käyttäjät saattavat tarvita. Palvelin on verkkoresurssien lähde.

Työasema- henkilökohtainen tietokone, joka on kytketty verkkoon, jonka kautta käyttäjä pääsee käyttämään resurssejaan.

Työasema Verkko toimii sekä verkko- että paikallistilassa. Se on varustettu omalla käyttöjärjestelmällään (MS DOS, Windows jne.) ja tarjoaa käyttäjälle kaikki tarvittavat työkalut sovellettavien ongelmien ratkaisemiseen.

Erityistä huomiota tulee kiinnittää yhteen palvelintyyppiin - tiedostopalvelimeen. Yleisessä terminologiassa sille hyväksytään lyhennetty nimi - tiedosto palvelin.

Tiedostopalvelin tallentaa verkon käyttäjien tiedot ja tarjoaa heille pääsyn näihin tietoihin. Tämä on tietokone, jossa on suuri kapasiteetti RAM-muistia, suurikapasiteettisia kiintolevyjä ja muita magneettisia nauha-asemia (streamerit).

Se toimii erityisellä käyttöjärjestelmällä, joka tarjoaa verkon käyttäjille samanaikaisen pääsyn siinä oleviin tietoihin.

Tiedostopalvelin suorittaa seuraavat toiminnot: tiedon tallennus, tietojen arkistointi, eri käyttäjien tietojen muutosten synkronointi, tiedonsiirto.

Moniin tehtäviin yhden tiedostopalvelimen käyttö ei riitä. Tällöin verkkoon voidaan liittää useita palvelimia. On myös mahdollista käyttää minitietokoneita tiedostopalvelimina.

Verkossa olevien laitteiden vuorovaikutuksen hallinta

Tietokoneverkkojen pohjalta rakennetut tietojärjestelmät tarjoavat ratkaisuja seuraaviin tehtäviin: tiedon tallennus, tietojenkäsittely, käyttäjien tiedonsaannin järjestäminen, tiedon ja tietojenkäsittelyn tulosten siirto käyttäjille.

Keskitetyissä käsittelyjärjestelmissä nämä toiminnot suoritti keskustietokone (Mainframe, Host).

Tietokoneverkot toteuttavat hajautetun tiedonkäsittelyn. Tietojen käsittely on tässä tapauksessa hajautettu kahden objektin kesken: asiakas Ja palvelin.

Asiakas- tehtävän, työaseman tai tietokoneverkon käyttäjä.

Tietojenkäsittelyn aikana asiakas voi luoda palvelimelle pyynnön suorittaa monimutkaisia ​​toimenpiteitä, lukea tiedostoa, etsiä tietoa tietokannasta jne.

Aiemmin määritetty palvelin täyttää asiakkaalta saadun pyynnön. Pyynnön tulokset välitetään asiakkaalle. Palvelin tallentaa julkisia tietoja, järjestää pääsyn näihin tietoihin ja välittää tiedot asiakkaalle.

Asiakas käsittelee saamansa tiedot ja esittää käsittelytulokset käyttäjälle sopivassa muodossa. Periaatteessa tietojenkäsittely voidaan suorittaa myös palvelimella. Tällaisille järjestelmille käytetyt termit ovat järjestelmiä asiakas-palvelin tai arkkitehtuuria asiakas-palvelin.

Asiakas-palvelin-arkkitehtuuria voidaan käyttää sekä peer-to-peer lähiverkoissa että verkoissa, joissa on oma palvelin.

Vertaisverkko. Tällaisessa verkossa ei ole yhtä työasemien vuorovaikutuksen hallintakeskusta eikä yhtä laitetta tietojen tallentamiseen. Verkkokäyttöjärjestelmä on hajautettu kaikille työasemille. Jokainen verkkoasema voi suorittaa sekä asiakkaan että palvelimen toimintoja. Se voi palvella muiden työasemien pyyntöjä ja välittää omat palvelupyyntönsä verkkoon.

Verkon käyttäjällä on pääsy kaikkiin muihin asemiin kytkettyihin laitteisiin (levyt, tulostimet).

Vertaisverkkojen edut: alhaiset kustannukset ja korkea luotettavuus.

Vertaisverkkojen haitat:

■ verkon tehokkuuden riippuvuus asemien lukumäärästä;

■ verkonhallinnan monimutkaisuus;

■ vaikeus tietoturvan varmistamisessa;

■ vaikeudet asemaohjelmiston päivittämisessä ja vaihtamisessa. Suosituimmat ovat verkkoon perustuvat vertaisverkot

käyttöjärjestelmät LANtastic, NetWare Lite.

Verkostoi kanssa korostettu palvelin. Verkossa, jossa on oma palvelin, yksi tietokoneista suorittaa kaikkien työasemien käyttöön tarkoitettujen tietojen tallentamisen, työasemien välisen vuorovaikutuksen hallinnan ja useiden palvelutoimintojen toiminnot.

Tällaista tietokonetta kutsutaan yleensä verkkopalvelimeksi. Siihen on asennettu verkkokäyttöjärjestelmä, ja kaikki jaetut ulkoiset laitteet on kytketty siihen - kiintolevyt, tulostimet ja modeemit.

Verkon työasemien välinen vuorovaikutus tapahtuu yleensä palvelimen kautta. Tällaisen verkon looginen organisaatio voidaan esittää topologialla tähti. Palvelin suorittaa keskuslaitteen roolin. Verkoissa, joissa on keskitetty hallinta, on mahdollista vaihtaa tietoa työasemien välillä tiedostopalvelimen ohittaen. Voit tehdä tämän käyttämällä NetLink-ohjelmaa. Kun ohjelma on suoritettu kahdella työasemalla, voit siirtää tiedostoja yhden aseman levyltä toisen levylle (samalla tavalla kuin tiedostojen kopioiminen hakemistosta toiseen Norton Commanderilla).

Dedikoidulla palvelimella varustetun verkon edut:

■ luotettava tietoturvajärjestelmä;

■ korkea suorituskyky;

■ ei rajoituksia työasemien lukumäärälle;

■ hallinnan helppous verrattuna vertaisverkkoihin. Verkon haitat:

■ korkeat kustannukset, koska palvelimelle on varattu yksi tietokone;

■ verkon nopeuden ja luotettavuuden riippuvuus palvelimesta;

■ vähemmän joustavuutta vertaisverkkoon verrattuna.

Dedikoidut palvelinverkot ovat yleisimpiä tietokoneverkkojen käyttäjien keskuudessa. Tällaisten verkkojen verkkokäyttöjärjestelmiä ovat LANServer (IBM), Windows NT Serverin versiot 3.51 ja 4.0 sekä NetWare (Novell).

(1)Paikallisia verkkoja ei voi yhdistää...M232:lla

portit, sillat

●keskittimet, modeemit

palvelimia

reitittimet

(1)BBS on...M745

navigaattori

ohjelmisto intranet-työskentelyä varten

●sähköisten ilmoitustaulujen järjestelmä Internetissä

organisaation palvelimen ylläpitoohjelma

(1) Asiakas-palvelin tietojenkäsittely, tämä on käsittelyä. M227

rinnakkain

lokalisoitu

kaksisuuntainen

●jaettu

(1) Bat-ohjelma mahdollistaa...

ladata verkkosivuja

●lähetä ja muokkaa sähköpostia

arkiston sähköposti

(1) Yksi Internetin hakukoneista on...

(1) Internet Explorer mahdollistaa...

chattailla IRC-protokollan kautta

●lataa verkkosivuja http-protokollan kautta ja tiedostoja FTP-protokollan kautta

lataa uutisryhmiä NNTP-protokollan kautta

(1)Puhelinkaapeli on lisävaruste...M228

optinen - korkea taajuus

koaksiaalikaapeli

valokuitu

●kierretty pari

(1) Usenet-järjestelmää käytetään...M239

käyttäjien rekisteröinti verkkoon

● siirtää uutisia tietokoneiden välillä ympäri maailmaa

käsittelee tietoja verkossa

työaseman luominen verkkoon

(1) Usenet-keskusteluryhmän nimi on...M239

palvelinryhmä

ryhmä verkossa

●puhelinkonferenssi

(1)Sanomien kulku tietoverkossa määräytyy...

viestikanavan muistikapasiteetti

●liikennettä

6.1. VIESTINTÄYMPÄRISTÖ JA TIEDONSIIRTO

Tietokoneverkkojen tarkoitus ja luokittelu

Tiedonsiirtoprosessin ominaisuudet

Tiedonsiirron laitteistototeutus

Tietolinkit

TIETOKONEVERKKOJEN TARKOITUS JA LUOKITUS

Hajautettu tietojenkäsittely

Nykyaikainen tuotanto vaatii suuria tiedonkäsittelynopeuksia, käteviä tallennus- ja siirtomuotoja. Lisäksi tarvitaan dynaamisia tapoja saada tietoa, tapoja etsiä tietoja tietyin aikavälein; toteuttaa monimutkaista matemaattista ja loogista tietojenkäsittelyä. Suurten yritysten johtaminen ja talouden johtaminen maatasolla edellyttävät melko suurten ryhmien osallistumista tähän prosessiin. Tällaiset ryhmät voivat sijaita kaupungin eri alueilla, maan eri alueilla ja jopa eri maissa. Talousstrategian toteuttamisen varmistavien johtamisongelmien ratkaisemiseksi tiedonvaihdon nopeus ja mukavuus sekä mahdollisuus tiiviiseen vuorovaikutukseen kaikkien johtamispäätösten kehittämisprosessiin osallistuvien välillä tulee tärkeäksi ja merkitykselliseksi.

Erätietojen käsittelyllä varustettujen tietokoneiden keskitetyn käytön aikakaudella tietokoneen käyttäjät ostivat mieluummin tietokoneita, jotka pystyivät ratkaisemaan lähes kaikki heidän ongelmansa. Ratkaistavien ongelmien monimutkaisuus on kuitenkin kääntäen verrannollinen niiden määrään, mikä johti tietokoneiden laskentatehon tehottomaan käyttöön merkittävillä materiaalikustannuksilla. Ei voida sivuuttaa sitä tosiasiaa, että pääsy tietokoneresursseihin oli vaikeaa johtuen nykyisestä käytännöstä keskittää laskentaresurssit yhteen paikkaan.

Periaate keskitetty tietojenkäsittely (kuva 6.1) ei täyttänyt korkeita vaatimuksia käsittelyprosessin luotettavuudelle, hankaloitti järjestelmien kehitystä eikä pystynyt tarjoamaan tarvittavia aikaparametreja interaktiiviseen tietojenkäsittelyyn monikäyttäjätilassa. Keskustietokoneen lyhytaikainen vikaantuminen johti kohtalokkaisiin seurauksiin koko järjestelmälle, koska keskustietokoneen toiminnot oli tarpeen monistaa, mikä lisäsi merkittävästi tietojenkäsittelyjärjestelmien luomis- ja käyttökustannuksia.

Riisi. 6.2. Hajautettu tietojenkäsittelyjärjestelmä

Pienten tietokoneiden, mikrotietokoneiden ja lopulta henkilökohtaisten tietokoneiden syntyminen edellytti uutta lähestymistapaa tietojenkäsittelyjärjestelmien organisointiin ja uusien tietoteknologioiden luomiseen. On syntynyt loogisesti perusteltu vaatimus siirtyä yksittäisten tietokoneiden käytöstä keskitettyihin tietojenkäsittelyjärjestelmiin jaettuun tietojen käsittely (kuva 6.2).

Hajautettu tietojenkäsittely- tietojenkäsittely suoritetaan itsenäisillä, mutta toisiinsa yhdistetyillä tietokoneilla, jotka edustavat hajautettua järjestelmää.

Hajautetun tietojenkäsittelyn toteuttamiseksi ne luotiin monen koneen yhdistykset, jonka rakennetta kehitetään johonkin seuraavista suunnista:

■ Multi-Machine Computing Systems (MCC);

■ tietokone (tietokone) verkot.

Monikoneinen laskentakompleksi- lähistölle asennettu tietokoneryhmä, joka on yhdistetty erityisten käyttöliittymätyökalujen avulla ja suorittaa yhdessä yhden tieto- ja laskentaprosessin.

Huomautus: Allakäsitellä asiaa ohjelman määrittelemä tietty toimintosarja ongelman ratkaisemiseksi ymmärretään.

Monikoneiset laskentajärjestelmät voivat olla:

paikallinen edellyttäen, että tietokoneet on asennettu samaan huoneeseen eivätkä ne vaadi erityisiä laitteita ja viestintäkanavia yhteenliittämiseen; etä, jos jotkut kompleksin tietokoneet on asennettu huomattavan etäisyyden päähän keskustietokoneesta ja tiedonsiirtoon käytetään puhelinviestintäkanavia.

Esimerkki 6.1. Se on kytketty mainframe-tyyppiseen tietokoneeseen, joka tarjoaa erätietojen käsittelytilan minitietokoneliitäntälaitteen avulla. Molemmat tietokoneet sijaitsevat samassa tietokonehuoneessa. Minitietokone mahdollistaa tietojen valmistelun ja esikäsittelyn, jota käytetään myöhemmin keskustietokoneen monimutkaisten ongelmien ratkaisemiseen. Tämä on paikallinen monikonekompleksi.

Esimerkki 6.2. Kolme tietokonetta yhdistetään kokonaisuudeksi jakaakseen käsittelyyn saadut tehtävät. Toinen niistä suorittaa lähetystoimintoa ja jakaa tehtäviä riippuen toisen kahdesta muusta käsittelytietokoneesta. Tämä on paikallinen monikonekompleksi.

Esimerkki 6.3. Tietyn alueen dataa keräävä tietokone suorittaa esikäsittelyn ja välittää sen jatkokäyttöä varten keskustietokoneelle puhelinviestintäkanavaa pitkin. Tämä on etäkäyttöinen monikonekompleksi.

Tietokone (tietokone) verkko- joukko tietokoneita ja päätelaitteita, jotka on yhdistetty tietoliikennekanavien kautta yhdeksi järjestelmäksi, joka täyttää hajautetun tiedonkäsittelyn vaatimukset.

Huomautus. Alla järjestelmä Käsitellään itsenäistä kokonaisuutta, joka koostuu yhdestä tai useammasta tietokoneesta, ohjelmistosta, oheislaitteesta, päätelaitteesta, tiedonsiirtolaitteistosta, fyysisistä prosesseista ja operaattoreista, jotka kykenevät käsittelemään tietoa ja suorittamaan vuorovaikutustoimintoja muiden järjestelmien kanssa.

Tietokoneverkon yleinen rakenne

Tietokoneverkot ovat monikoneyhdistysten korkein muoto. Korostetaan tärkeimmät erot tietokoneverkon ja monikoneisen laskentakompleksin välillä.

Ensimmäinen ero on mitat. Monikoneinen laskentakompleksi sisältää yleensä kaksi, enintään kolme tietokonetta, jotka sijaitsevat pääosin yhdessä huoneessa. Tietokoneverkko voi koostua kymmenistä ja jopa sadoista tietokoneista, jotka sijaitsevat useiden metrien, kymmenien, satojen ja jopa tuhansien kilometrien etäisyydellä toisistaan.

Toinen ero on toimintojen jako tietokoneiden välillä. Jos monikoneisessa laskentakompleksissa tietojenkäsittelyn, tiedonsiirron ja järjestelmän ohjauksen toiminnot voidaan toteuttaa yhdessä tietokoneessa, niin tietokoneverkoissa nämä toiminnot on hajautettu eri tietokoneiden kesken.

Kolmas ero on tarve ratkaista viestin reititys verkossa. Viesti verkon tietokoneelta toiselle voidaan välittää eri reittejä riippuen tietokoneita toisiinsa yhdistävien viestintäkanavien tilasta.

Tietokonelaitteiden, viestintälaitteiden ja tiedonsiirtokanavien yhdistäminen yhdeksi kokonaisuudeksi asettaa erityisiä vaatimuksia monikoneyhdistyksen jokaiselle elementille ja vaatii myös erityisen terminologia.

Verkon tilaajat- objektit, jotka tuottavat tai kuluttavat tietoa verkossa.

Tilaajat verkot voivat olla yksittäisiä tietokoneita, tietokonekomplekseja, päätteitä, teollisuusrobotteja, numeerisesti ohjattuja koneita jne. Mikä tahansa verkon tilaaja muodostaa yhteyden asemaan.

asema- laitteet, jotka suorittavat tiedon lähettämiseen ja vastaanottamiseen liittyviä toimintoja.

Tilaajan ja aseman joukkoa kutsutaan yleensä tilaajajärjestelmä. Tilaajien vuorovaikutuksen järjestämiseksi tarvitaan fyysinen lähetysväline.

Fyysinen siirtoväline - viestintälinjat tai tila, jossa sähköiset signaalit leviävät, ja tiedonsiirtolaitteet.

Se on rakennettu fyysisen siirtovälineen perusteella viestintäverkko, joka varmistaa tiedonsiirron tilaajajärjestelmien välillä.

Tämä lähestymistapa antaa meille mahdollisuuden tarkastella mitä tahansa tietokoneverkkoa tilaajajärjestelmien ja viestintäverkkojen joukkona. Tietokoneverkon yleinen rakenne on esitetty kuvassa. 6.3.

Riisi. 6.3. Tietokoneverkon yleinen rakenne

Tietokoneverkkojen luokittelu

Tilaajajärjestelmien alueellisen sijainnin mukaan tietokoneverkot voidaan jakaa kolmeen pääluokkaan:

■ maailmanlaajuiset verkot (WAN - Wide Area Network);

■ alueelliset verkot (MAN - Metropolitan Area Network);

■ paikallisverkot (LAN - Local Area Network).

Maailmanlaajuinen Tietokoneverkko yhdistää eri maissa ja eri mantereilla sijaitsevat tilaajat. Vuorovaikutus tällaisen verkon tilaajien välillä voidaan toteuttaa puhelinviestintälinjojen, radioviestinnän ja satelliittiviestintäjärjestelmien perusteella. Globaalit tietokoneverkot ratkaisevat ongelman koko ihmiskunnan tietoresurssien yhdistämisestä ja näiden resurssien saatavuuden järjestämisestä.

Alueellinen Tietokoneverkko yhdistää tilaajat, jotka sijaitsevat huomattavan etäisyyden päässä toisistaan. Se voi sisältää tilaajia suuressa kaupungissa, talousalueella tai yksittäisessä maassa. Tyypillisesti alueellisen tietokoneverkon tilaajien välinen etäisyys on kymmenistä satoihin kilometreihin.

Paikallinen Tietokoneverkko yhdistää pienellä alueella sijaitsevat tilaajat. Lähiverkkotilaajien alueelliselle hajaantumiselle ei tällä hetkellä ole erityisiä rajoituksia. Tyypillisesti tällainen verkko on kytketty tiettyyn paikkaan. Paikallisten tietokoneverkkojen luokkaan kuuluvat yritysten, yritysten, pankkien, toimistojen jne. verkot. Tällaisen verkon pituus voidaan rajoittaa 2 - 2,5 kilometriin.

Globaalien, alueellisten ja paikallisten tietokoneverkkojen yhdistäminen mahdollistaa moniverkkohierarkioiden luomisen. Ne tarjoavat tehokkaan ja kustannustehokkaan tavan käsitellä valtavia tietomääriä ja käyttää rajoitettuja tietoresursseja. Kuvassa 6.4 näyttää yhden mahdollisista tietokoneverkkojen hierarkioista. .Paikalliset tietokoneverkot voidaan sisällyttää alueellisen verkon komponentteiksi, alueelliset verkot voidaan yhdistää osaksi globaalia verkkoa ja lopuksi globaalit verkot voivat myös muodostaa monimutkaisia ​​rakenteita

Riisi. 6.4 Tietokoneverkkojen hierarkia

Esimerkki 6.4. Internet-tietokoneverkko on maailman suosituin verkko. Se koostuu useista löyhästi yhdistetyistä verkoista. Jokaisessa Internetiin kuuluvassa verkossa on erityinen viestintärakenne ja erityinen hallintakuri. Internetissä eri verkkojen välisten yhteyksien rakenteella ja tavoilla ei ole merkitystä tietylle käyttäjälle.

Henkilökohtaiset tietokoneet, joista on nyt tullut minkä tahansa ohjausjärjestelmän välttämätön osa, ovat johtaneet paikallisten tietokoneverkkojen luomisen nousuun. Tämä puolestaan ​​edellytti uuden tietotekniikan kehittämistä.

Henkilökohtaisten tietokoneiden käyttö tieteen, tekniikan ja tuotannon eri aloilla on osoittanut, että suurinta tehokkuutta tietotekniikan käyttöönotosta eivät tarjoa yksittäiset autonomiset tietokoneet, vaan paikalliset tietokoneverkot.

(1)Verkon tilaajat ovat... M205.

verkonvalvojat

PC-käyttäjät

●objektit, jotka tuottavat tai kuluttavat verkkotietoja

viestintälaitteet

(1) Verkkotilaajat eivät voi olla...M205

●tietokonekompleksit (voi)

Päätteet (tölkki)

yksittäiset tietokoneet (toukokuu)

loppukäyttäjät

(1) Verkkopalvelin on tietokone...M226 (palvelin on verkkoresurssien lähde)

korkeimmalla prosessorin taajuudella

tarjoaa pääsyn näppäimistöön ja näyttöön

suurimmalla muistimäärällä

●resurssien käyttömahdollisuuden tarjoaminen

(1)FTP-palvelin on...M240

tietokone, joka sisältää verkonvalvojalle tarkoitettuja tiedostoja

tietokone, joka sisältää tietoja puhelinkonferenssien järjestämiseen

yrityksen palvelin

●tietokone, joka sisältää julkiseen käyttöön tarkoitettuja tiedostoja

(1)SMTP-protokolla on suunniteltu...

(SMTP-protokolla TCP/IP-protokollapaketin osa; tämä protokolla hallitsee sähköpostiviestien vaihtoa viestinsiirtoagenttien välillä.

POP3-protokolla Suosittu protokolla sähköpostiviestien vastaanottamiseen. Internet-palveluntarjoajat käyttävät usein tätä protokollaa. POP3-palvelimet sallivat pääsyn vain yhteen postilaatikkoon, toisin kuin IMAP-palvelimet, jotka sallivat pääsyn useisiin palvelimen kansioihin.

Joukko Internetissä laajalti käytettyjä verkkoprotokollia, joka tukee tietoliikennettä toisiinsa yhdistettyjen verkkojen välillä, jotka koostuvat tietokoneista, joilla on eri arkkitehtuuri ja käyttöjärjestelmä. TCP/IP-protokolla sisältää standardeja tietokoneiden väliseen viestintään ja verkkojen yhdistämiskäytäntöjä sekä sääntöjä viestien reitittämiseen.)

Chattailu

●Sähköpostien lähettäminen

nettiselailu

Vastaanottaa sähköposti

(1) Tehokkain viestintätapa tietokoneliikenteen välittämiseen on...

●M220-paketit

viestejä

kaikki yhtä tehokkaita

Tässä artikkelissa tarkastelemme tärkeimpiä verkkojen vaihtamismenetelmiä.

Perinteisissä puhelinverkoissa tilaajien välinen viestintä tapahtuu vaihtamalla viestintäkanavia. Aluksi puhelinviestintäkanavien vaihto tehtiin manuaalisesti, sitten vaihto tehtiin automaattisten puhelinvaihteiden (ATS) avulla.

Samanlaista periaatetta käytetään tietokoneverkoissa. Maantieteellisesti etätietokoneet tietokoneverkossa toimivat tilaajina. On fyysisesti mahdotonta tarjota jokaiselle tietokoneelle omaa kytkemätöntä tietoliikennelinjaa, jota ne käyttäisivät koko ajan. Siksi lähes kaikissa tietokoneverkoissa käytetään aina jotakin tilaajien (työasemien) vaihtomenetelmää, joka mahdollistaa useiden tilaajien pääsyn olemassa oleviin viestintäkanaviin useiden viestintäistuntojen järjestämiseksi samanaikaisesti.

Vaihtaminen on prosessi viestintäverkon eri tilaajien yhdistämiseksi kauttakulkusolmujen kautta. Viestintäverkkojen on varmistettava, että niiden tilaajat kommunikoivat keskenään. Tilaajat voivat olla tietokoneita, paikallisverkkosegmenttejä, faksilaitteita tai puhelinkeskustelukumppaneita.

Työasemat on kytketty kytkimiin yksittäisiä tietoliikennelinjoja käyttäen, joista kutakin käyttää kerrallaan vain yksi tälle linjalle määrätty tilaaja. Kytkimet yhdistetään toisiinsa jaettujen tietoliikennelinjojen avulla (usean tilaajan jakamat).

Katsotaanpa kolmea yleisintä tapaa vaihtaa tilaajaa verkoissa:

• piirin kytkentä;
• pakettikytkentä;
• viestien vaihto.

Piirin vaihto

Piirikytkentä käsittää jatkuvan fyysisen yhdistelmäkanavan muodostamisen yksittäisistä sarjaan kytketyistä kanavaosista suoraa tiedonsiirtoa varten solmujen välillä. Yksittäiset kanavat yhdistetään toisiinsa erikoislaitteilla - kytkimillä, jotka voivat muodostaa yhteyksiä verkon minkä tahansa päätesolmun välille. Piirikytkentäisessä verkossa on aina ennen tiedon lähettämistä suoritettava yhteydenmuodostus, jonka aikana luodaan yhdistelmäkanava.

Viestin lähetysaika määräytyy kanavakapasiteetin, yhteyden pituuden ja viestin koon mukaan.

Kytkimien ja niitä yhdistävien kanavien on varmistettava tiedon samanaikainen siirto usealta tilaajakanavalta. Tätä varten niiden on oltava nopeita ja tuettava jonkinlaista tilaajakanavan multipleksointitekniikkaa.

Piirikytkennän edut:

• vakio ja tunnettu tiedonsiirtonopeus;
• oikea tietojen saapumisjärjestys;
• alhainen ja jatkuva latenssi tiedonsiirrossa verkon kautta.

Piirikytkennän haitat:

• verkko voi kieltäytyä palvelemasta yhteyden muodostamispyyntöä;
• fyysisten kanavien kapasiteetin irrationaalinen käyttö, erityisesti kyvyttömyys käyttää eri nopeuksilla toimivia käyttäjälaitteita. Yhdistelmäpiirin yksittäiset osat toimivat samalla nopeudella, koska piirikytkentäiset verkot eivät puskuroi käyttäjätietoja;
• pakollinen viive ennen tiedonsiirtoa yhteydenmuodostusvaiheen vuoksi.

Viestinvaihto on tiedon jakamista viesteiksi, joista jokainen koostuu otsikosta ja tiedoista.

Tämä on vuorovaikutusmenetelmä, jossa looginen kanava luodaan lähettämällä viestejä peräkkäin viestintäsolmujen kautta viestin otsikossa määritettyyn osoitteeseen.

Tässä tapauksessa jokainen solmu vastaanottaa viestin, kirjoittaa sen muistiin, käsittelee otsikon, valitsee reitin ja lähettää viestin muistista seuraavalle solmulle.

Viestin toimitusaika määräytyy kunkin solmun käsittelyajan, solmujen lukumäärän ja verkon kapasiteetin mukaan. Kun tiedonsiirto solmusta A viestintäsolmuun B päättyy, solmu A vapautuu ja voi osallistua muun tilaajien välisen viestinnän järjestämiseen, jolloin viestintäkanavaa käytetään tehokkaammin, mutta reitityksen ohjausjärjestelmästä tulee monimutkainen.
Nykyään viestinvaihtoa puhtaassa muodossaan ei käytännössä ole olemassa.

Pakettikytkentä on erityinen menetelmä verkkosolmujen vaihtamiseen, joka on erityisesti luotu tietokoneliikenteen (sykkivä liikenne) parasta välittämistä varten. Kokeet ensimmäisten, piirikytkentätekniikkaan perustuvien tietokoneverkkojen kehittämisessä osoittivat, että tämän tyyppinen kytkentä ei tarjoa mahdollisuutta saavuttaa tietokoneverkon suurta suorituskykyä. Syynä oli tyypillisten verkkosovellusten tuottaman liikenteen purskeisuus.

Kun pakettikytkentä tapahtuu, kaikki verkon käyttäjän lähettämät viestit hajotetaan lähdesolmussa suhteellisen pieniin osiin, joita kutsutaan paketeiksi. On tarpeen selventää, että viesti on loogisesti valmis tieto - pyyntö siirtää tiedosto, vastaus tähän pyyntöön, joka sisältää koko tiedoston jne. Viestien pituus voi olla mielivaltainen, useista tavuista useisiin megatavuihin. Päinvastoin, paketit voivat yleensä olla myös vaihtelevan pituisia, mutta ahtaissa rajoissa, esimerkiksi 46 - 1500 tavua (EtherNet). Jokainen paketti on varustettu otsikolla, joka määrittää osoitetiedot, joita tarvitaan paketin toimittamiseen kohdesolmuun, sekä paketin numeron, jota kohdesolmu käyttää viestin kokoamiseen.

Pakettiverkkokytkimet eroavat piirikytkimistä siten, että niissä on sisäinen puskurimuisti pakettien tilapäiseen tallentamiseen, jos kytkimen lähtöportti on varattu toisen paketin lähettämisessä paketin vastaanotettaessa.

Pakettivaihdon edut:

• kestävämpi vikoja vastaan;
• korkea verkon kokonaiskapasiteetti siirrettäessä purskeista liikennettä;
• kyky jakaa dynaamisesti uudelleen fyysisten viestintäkanavien kaistanleveyttä.

Pakettivaihdon haitat:

• verkon tilaajien välisen tiedonsiirtonopeuden epävarmuus;
• datapakettien muuttuva viive;
• mahdollinen tietojen menetys puskurin ylivuodon vuoksi;
• Pakettien saapumisjärjestyksessä voi olla epäsäännöllisyyksiä.

Tietokoneverkot käyttävät pakettikytkentää.

Pakettien siirtomenetelmät verkoissa:

• Datagrammimenetelmä– lähetys suoritetaan itsenäisten pakettien sarjana. Jokainen paketti liikkuu verkon läpi omaa reittiään pitkin ja käyttäjä vastaanottaa paketit satunnaisessa järjestyksessä.
• Edut: siirtoprosessin yksinkertaisuus.
• Haitat: alhainen luotettavuus johtuen pakettien katoamisen mahdollisuudesta ja ohjelmiston tarpeesta pakettien kokoamiseen ja viestien palauttamiseen.
• Looginen kanava on ketjuun linkitettyjen pakettien sarjan lähettäminen, johon liittyy alustavan yhteyden muodostaminen ja kunkin paketin vastaanottamisen vahvistus. Jos i:ttä pakettia ei vastaanoteta, ei vastaanoteta kaikkia myöhempiä paketteja.
• Virtuaalinen kanava– Tämä on looginen kanava, jossa lähetetään pakettisarja, joka on kytketty ketjuun kiinteää reittiä pitkin.
• Edut: tietojen luonnollinen järjestys säilyy; kestävät liikennereitit; resurssien varaus on mahdollista.
• Haitat: laitteiston monimutkaisuus.

Tässä artikkelissa tarkastelimme tärkeimpiä kytkentämenetelmiä tietokoneverkoissa, ja kustakin kytkentämenetelmästä kuvattiin edut ja haitat.

Keskustelukumppanit. Pääsääntöisesti yleisissä liityntäverkoissa on mahdotonta tarjota jokaiselle tilaajaparille omaa fyysistä viestintälinjaa, jonka he voisivat yksinomaan "omistaa" ja käyttää milloin tahansa. Siksi verkko käyttää aina jotakin tilaajien vaihtomenetelmää, joka varmistaa olemassa olevien fyysisten kanavien jakamisen useiden viestintäistuntojen ja verkon tilaajien kesken.

Vaihto kaupungin puhelinverkoissa

Kaupungin puhelinverkko on joukko linja- ja asemarakenteita. Verkkoa, jossa on yksi PBX, kutsutaan vyöhykkeettömäksi. Tällaisen verkon lineaariset rakenteet koostuvat vain tilaajalinjoista. Tällaisen verkon tyypillinen kapasiteetti on 8-10 tuhatta tilaajaa. Suurilla kapasiteetilla siirtojohdon pituuden jyrkän kasvun vuoksi on suositeltavaa siirtyä alueelliseen verkkorakenteeseen. Tässä tapauksessa kaupungin alue on jaettu alueisiin, joihin jokaiseen rakennetaan yksi alue automaattinen puhelinkeskus (RATS), johon tämän alueen tilaajat on kytketty. Yhden alueen tilaajat kytketään yhden RATS:n kautta ja eri RATS:ien tilaajat kahdella. ROTTIT yhdistetään toisiinsa yhdistämällä linjoja yleisessä tapauksessa "jokaiselle jokaiselle" -periaatteen mukaisesti. RATS:ien välisten nippujen kokonaismäärä on yhtä suuri kuin RATS/2. Verkon kapasiteetin kasvaessa PATC:n toisiinsa "jokaiselle jokaiselle" -periaatteen mukaisesti yhdistävien runkojohtojen määrä alkaa kasvaa jyrkästi, mikä johtaa liialliseen kaapelin kulutuksen ja viestintäkustannusten nousuun ja siten verkon kapasiteetilla yli 80 tuhatta tilaajaa, käytetään ylimääräistä kytkentäsolmua. Tällaisessa verkossa viestintä eri alueiden automaattisten puhelinvaihteiden välillä tapahtuu saapuvien viestisolmujen (INO) kautta, ja viestintä oman solmualueen (UR) sisällä tapahtuu "jokaiselle jokaiselle" -periaatteella tai oman kauttaan. IMS.

Itsenäinen työ : s. 646–651, 720–722, s. 67–79, 542–544, –651, s. 48–58; s. 408–431

Toistin (toistin) – välittää sähköisiä signaaleja kaapelin yhdestä osasta toiseen, esivahvistaen niitä ja palauttaen niiden muodon. Käytetään paikallisissa verkoissa niiden pituuden lisäämiseen. Terminologiassa OSI toimii fyysisellä tasolla.

Kytkimet – moniporttiset toistimet, jotka lukevat jokaisen saapuvan paketin kohdeosoitteen ja lähettävät sen vain vastaanottavaan tietokoneeseen liitetyn portin kautta. Voi toimia eri päällä OSI-tasot. (toinen versio - kanava taso)

Hub (hub) – moniporttinen laite signaalien vahvistamiseen tiedonsiirron aikana. Käytetään työasemien lisäämiseen verkkoon tai palvelimen ja työaseman välisen etäisyyden lisäämiseen (tulokanavien kokonaiskapasiteetti on suurempi kuin lähtökanavan kapasiteetti). Se toimii kuin kytkin, mutta voi lisäksi vahvistaa signaalia.

Multiplekseri (laite tai ohjelma) – voit lähettää useita eri signaaleja samanaikaisesti yhden tietoliikennelinjan kautta.

Gateway – siirtää dataa eri protokollia (koodausmenetelmiä, fyysisiä tietovälineitä tiedonsiirtoon) käyttävien verkkojen tai sovellusohjelmien välillä, esimerkiksi yhdistämällä paikallisen verkon globaaliin. Toimii päällä sovelletaan taso.

Silta – yhdistää kaksi verkkoa samoilla protokollilla, vahvistaa signaalia ja välittää vain ne signaalit, jotka on osoitettu sillan toisella puolella sijaitsevalle tietokoneelle. Muu painos : Tietokone, jossa on kaksi verkkokorttia, jotka on suunniteltu yhdistämään verkkoja.

Reititin – (yhdistää eri lähiverkkoja, kuten silta, välittää vain sen tiedon, joka on tarkoitettu sille segmentille, johon se on kytketty.) Vastaa reitin valinnasta pakettien siirtoon solmujen välillä. Reitti valitaan seuraavien perusteella: – reititysprotokolla, joka sisältää tietoa verkon topologiasta;

– erityinen reititysalgoritmi.

Toimii päällä verkkoon OSI taso.

Epäselviä kysymyksiä :

Laitetta tietokoneen yhdistämiseksi useilla viestintäkanavilla kutsutaan:

– keskitin/toistin/multiplekseri/modeemi

Laitetta, joka vaihtaa useita viestintäkanavia, kutsutaan:

– datamultiplekseri/keskitin/toistin/modeemi

1. Kryptografian peruskäsitteet

Itsenäinen työ : s. 695–699

Salaus (salaus) – verkkoon lähetettyjen tietojen koodaus siten, että vain tiettyyn tapahtumaan osallistuvat osapuolet voivat lukea niitä. Suojauksen luotettavuus riippuu salausalgoritmista ja avaimen pituudesta bitteinä.

Salausmenetelmä – algoritmi, joka kuvaa menettelyn alkuperäisen viestin muuntamiseksi tuloksena olevaksi viestiksi. Esimerkki . Menetelmä pelaamista – kirjainten korvaaminen muistiinpanoilla tietyn algoritmin mukaan.

Salausavain – menetelmän soveltamiseen tarvittavat parametrit. Toinen painos: – kiintolevylle tai siirrettävälle levylle tallennettu merkkijono.

Staattinen avain – ei muutu, kun käsitellään erilaisia ​​viestejä.

Dynaaminen avain – muutokset jokaiselle viestille.

Salausmenetelmien tyypit .

– Symmetrinen : Samaa avainta käytetään sekä salaukseen että salauksen purkamiseen. Epämukavaa sähköisessä kaupankäynnissä, koska myyjällä ja ostajalla on oltava erilaiset oikeudet saada tietoja. Myyjä lähettää kaikille ostajille samat luettelot, mutta ostajat palauttavat luottamukselliset luottokorttitiedot myyjälle, eikä tilauksia ja maksuja voi sekoittaa eri ostajien kesken.

– Epäsymmetrinen (epäsymmetrinen ): perustuvat erityisiin matemaattisiin menetelmiin, jotka luovat avainparin siten, että yhdellä avaimella salatun salaus voidaan purkaa vain toisella ja päinvastoin. Yksi avaimista kutsutaan avata , kuka tahansa voi saada sen. Avaimen kehittäjä pitää toisen avaimen itselleen, sitä kutsutaan suljettu (salainen) .

Tilaukset, sopimukset on salattu julkisella avaimella, mutta vain yksityisen avaimen omistaja voi lukea ne. Jos asiakas saa tiedoston, johon hänen avaimensa ei täsmää, hänen yrityksensä ei ole lähettänyt sitä.